Уфимский государственный авиационный технический

университет

Кафедра «Материаловедение и ТКМ»

Контрольная работа

По дисциплине «Материаловедение и ТКМ»

Выполнил: Студент 3 курса

группы ЭМ- 304 Гаврилов В.Г

Проверил: Сергеев В.И

Уфа 2006 г.

1.Как и почему изменится прочность меди при пластической деформации ?

На развитие пластической деформации в металле (в нашем случае рассматривается медь: металлическая связь, носителем заряда являются свободные электроны, коэффициент теплового расширения - температура плавления tпл =1083 С ) влияют различная ориентация зёрен в пространстве и наличие межзёренных границ. В связи с различной ориентацией зерен пластическая деформация в меди не может начинаться одинаково и одновременно во всех зёрнах. В первую очередь сдвиг начинается в зёрнах, ориентированных под углом 30-70 градусов к направлению действующей силы, а затем постепенно с увеличением степени деформации изменяется ориентация плоскостей всех зёрен. При большой пластической деформации возникает преимущественная ориентировка зёрен относительно внешних сил деформирования называется текстурой деформации.

Образование текстуры деформации приводит к тому, что металл(медь) становится анизотропным (свойства её изменяются в зависимости от направления испытания).

Границы зёрен служат препятствиями для распространения пластической деформации от одного зерна к другому (если деформация происходит при невысоких температурах ). Приграничные области имеют большее количество дефектов атомно - кристаллического строения, здесь деформация затруднена. Влияние границ проявляется в увеличении сопротивления пластической деформации, для преодоления которого требуется повышение внешнего усилия.

При пластической деформации увеличивается плотность дислокаций растёт число препятствий для их движения и образуется сложная дислокационная структура металла. Внутри зёрен формируется тонкая ячеистая структура металла. Ячейки - микроскопические участки зерна размером в поперечнике 0,25-0,30 мкм ,содержат небольшое количество дислокаций, кристаллическая решетка искажена незначительно. Наибольшие искажения решетки и большая плотность дислокации – на границах ячеек.

Наряду с увеличением плотности дислокаций при пластической растёт количество точечных дефектов – вакансий, дислоцированных атомов.

Пластическая деформация вызывает изменение микроструктуры меди При небольшой деформации на поверхности предварительно полированного образца в пределах отдельных зёрен под микроскопом можно наблюдать следы деформации - линии (полосы) скольжения и двойники. В дальнейшем число зёрен, в которых обнаруживаются следы деформации, увеличивается.

Рис 1 Влияние пластической деформации на микроструктуру металла.

1-до деформации, 2- после деформации.

Все внутренние изменения, которые происходят при пластической деформации вызывают упрочнение металла. Прочностные характеристики, такие как временное сопротивление предел текучести, твердость, повышаются, а пластические – снижаются.

Упрочнение металлов под действием пластической деформации называют наклёпом. Наклёпанный металл запасает 5 – 10 % энергии, затраченной на деформирование. Эта энергия расходуется на образование несовершенств кристаллического строения и на упругие искажения кристаллической решетки.

Пластическая деформация приводит к изменению физических свойств: повышение электросопротивления, уменьшение плотности, изменение магнитных свойств. Наклёпанные металлы более склонны к коррозийному разрушению при эксплуатации.

Рис2 Влияние степени пластической деформации на характеристики прочности (σВ ,σ0,2) и пластичности (δ)

Рис 3. Зависимость прочности металлов от плотности дислокаций